Le tissu nerveux: 3 ème partie PACES ANNEE UNIVERSITAIRE 2014-2015 ENSEIGNANTS : Professeur J.P. MERLIO et Docteur M.L. MARTIN-NEGRIER Selon le cours du Pr B. BLOCH 1
Introduction et généralités; organisation et analyse morphologique du tissu nerveux Le neurone : structure, organisation et fonctions : - Caractéristiques structurales générales et organisation - Les différents compartiments du neurone Les cellules gliales : - Les astrocytes - Les oligodendrocytes et les cellules de Schwann - Les cellules microgliales - Les cellules épendymaires et les plexus choroïdes Modèles d organisation du tissu nerveux : - Le cortex cérébral et la moelle épinière - Le nerf périphérique Vie et mort des neurones : - Les cellules souches et les cellules neuroépithéliales - La mort neuronale - Réparation neuronale 2
Classification des cellules gliales Névroglie interstitielle et périphérique - Astrocytes - Oligodendrocytes; cellules de Schwann - Cellules microgliales - Cellules satellites (ganglion spinal) Névroglie épithéliale - Ependymocytes - Plexus choroïdes 3
Relations cellulaires (système nerveux central) Limitante gliale Astrocyte Neurone Barrière hémato-encéphalique Oligodendrocyte (myéline) Microglie Cellules épendymaires 4
Cellules gliales Cellule microgliale Astrocytes Oligodendrocytes PACES. UE 2 La Cellule et les tissus Le tissu nerveux (2 partie) Enseignant : Pr. B. Bloch - 2012-2013 5
Les astrocytes Capillaire cérébral Cohésion mécanique du système nerveux central et «cicatrisation» (gliose). Capillaire cérébral Micro-environnement de la fente synaptique et du système nerveux central. Rôles métaboliques dans la neurotransmission Barrière hémato-encéphalique. Limitante gliale. Participation aux niches pour cellules précurseurs Pieds astrocytaires 6
La barrière hémato-encéphalique Neuropile Microscopie électronique La barrière hémato-encéphalique conditionne les échanges entre sang et parenchyme cérébral (glucose, agents infectieux, médicaments, neurotransmetteurs). Lame basale Cellule endothéliale Pieds astrocytaires Elle est constituée de l endothélium capillaire (jonctions serrées), de la lame basale et des pieds astrocytaires. Dans certains territoires très peu nombreux, cette barrière hémato-encéphalique n existe pas (jonctions neurovasculaires; hypothalamus). 7
Astrocytes et synapses Les pieds astrocytaires participent physiquement à la délimitation de la fente synaptique, en limitant latéralement les territoires ou se font les interactions neurotransmetteurs-récepteurs. Dans certaines synapses, les astrocytes contribuent à l action des neurotransmetteurs, par la présence de transporteurs membranaires (glutamate, GABA), et de récepteurs. Transporteur membranaire Pied astrocytaire 8
Les oligodendrocytes et les cellules de Schwann Les oligodendrocytes Système nerveux central (substance blanche + substance grise) Myélinise plusieurs axones Inhibent la repousse axonale Les cellules de Schwann Système nerveux périphérique (nerfs) Myélinise un seul axone Favorisent la repousse axonale Constituants antigéniques de la myéline différents 9
L axone (myélinisé) : Structure et organisation (2) Synapse axo-axonale (segment initial) Cellule de Schwann ou oligodendrocyte (gaine de myéline) Segment internodal Les segments internodaux sont les zones ou l axolemme est recouvert par la gaine de myéline, isolante électriquement. Les nœuds de Ranvier sont des zones ou l axolemme est libre, non associé à la myéline entre chaque segment internodal. Nœud de Ranvier Synapses axo-axonales (terminaisons) Boutons synaptiques 10
Myéline et myélinisation Nœud de Ranvier Cellule de Schwann Pied astrocytaire Oligodendrocyte Nœud de Ranvier 11
La myélinisation Cellule de Schwann Axone 1 3 2 4 12
Gaine de myéline : aspect ultrastructural Axoplasme Axolemme Nerf : axones myélinisés La myéline résulte de la fusion des feuillets de la membrane plasmique de la cellule de Schwann ou de l oligodendrocyte enroulée sur elle-même; elle comporte donc des lipides (80%) associés à des protéines membranaires spécifiques( 20%) caractéristiques de la myéline (centrale ou périphérique). 13
Axones non myélinisés Axone myélinisé Mésaxone Axones non myélinisés Les axones non myélinisés sont au contact de la membrane plasmique de la cellule de Schwann ou de l oligodendrocyte au niveau du mésaxone mais il n y a pas d enroulement concentrique de la membrane donc pas d isolation électrique de l axolemme. 14
Pathologies de la myéline Démyélinisation : Destruction de la myéline Sclérose en plaques (cause inconnue). Troubles de la myélinisation : Anomalies de la mise en place de la myéline Leucodystrophies (causes génétiques). Anomalie de fonctionnement de la myéline : Maladie de Charcot-Marie- Tooth (cause génétique). IRM Coloration de la myéline Sclérose en plaques : zones de démyélinisation 15
Les cellules microgliales Les seules cellules du tissu nerveux (système nerveux central) ne dérivant pas du neurectoblaste. «Macrophages résidents «de l encéphale Elles sont issues de la lignée monocytaire. Elles sont activées lors des phénomènes inflammatoires et certains phénomènes infectieux dans le ;;système nerveux. Sites de prolifération du HIV dans le système nerveux central. Capacités de phagocytose (débris, plaques, agents infectieux), de présentation de l antigène et de!! production de cytokines («macrophages» du système nerveux). 16
Ependymocytes et plexus choroides (1) Liquide céphalorachidien (méninges) Ventricules Liquide céphalorachidien Ependymocytes, Plexus choroïdes Canal épendymaire Liquide céphalorachidien (Épendymocytes) Le liquide céphalorachidien est présent dans les cavités ventriculaires et le canal épendymaire (à l intérieur du système nerveux central) et au contact des méninges (entre le système nerveux central et le tissu osseux). Les plexus choroïdes situés dans les ventricules produisent le liquide céphalorachidien de manière constante à partir du plasma. Celui çi est réabsorbé dans le compartiment sanguin. 17
Ependymocytes et plexus choroides (2) Canal épendymaire Ventricules Ependymocytes LCR Plexus choroïdes Capillaire LCR Les épendymocytes constituent l interface entre le parenchyme cérébral et le liquide céphalorachidien. La zone sous-épendymaire peut abriter des cellules précurseurs capables de se différencier en neurones. 18
Introduction et généralités; organisation et analyse morphologique du tissu nerveux Le neurone : structure, organisation et fonctions : - Caractéristiques structurales générales et organisation - Les différents compartiments du neurone Les cellules gliales : - Les astrocytes - Les oligodendrocytes et les cellules de Schwann - Les cellules microgliales - Les cellules épendymaires et les plexus choroïdes Modèles d organisation du tissu nerveux : - Le cortex cérébral et la moelle épinière - Le nerf périphérique - Les neurones du tube digestif Vie et mort des neurones : - Les cellules souches et les cellules neuroépithéliales - La mort neuronale - Réparation neuronale PACES. UE 2 La Cellule et les tissus Le tissu nerveux (2 partie) Enseignant : Pr. B. Bloch - 2012-2013 19
Modèles d organisation du tissu nerveux Le cortex cérébral et la moelle épinière Le nerf périphérique Les neurones du tube digestif 20
Organisation du tissu nerveux : le cortex cérébral Neurone pyramidal (glutamate) Le cortex cérébral est de la substance grise d organisation très complexe constituant les aires corticales : il comporte des neurones très divers organisés en couches superposées parmi lesquels les neurones pyramidaux (glutamate) et de nombreux neurones produisant des neuropeptides. Le cortex cérébral assure les fonctions dites «supérieures» du système nerveux. 21
Organisation du tissu nerveux : la moelle épinière et le motoneurone alpha La moëlle épinière associe substance grise (les cornes de la moëlle) et substance blanche (les cordons médullaires). Le motoneurone alpha est un neurone efférent qui contrôle la contraction du muscle strié squelettique par la production d acétylcholine; son activité est ellemême contrôlée (entre autres) par la cellule de Renschaw et les fibres du faisceau pyramidal. Il émet un axone qui passe d abord dans la substance blanche de la moelle épinière (oligodendrocytes) puis dans le nerf périphérique (cellules de Schwann). La destruction de ce neurone ou la section du nerf entraîne une paralysie et une atrophie du muscle correspondant. 22
Organisation du tissu nerveux : le nerf périphérique Faisceaux d axones Les nerfs périphériques sont constitués d axones myélinisés ou non myélinisés répartis aux sein de faisceaux délimités par des travées conjonctives. On y décrit (entre autres) des fibres en provenance de la périphérie de l organisme (fibres afférentes), véhiculant des informations sensitives (pression, douleur) et des fibres en provenance de la mœlle épinière (fibres efférentes) qui se terminent au niveau des plaques motrices pour contrôler la contraction des muscles striés squelettiques 23
Organisation du tissu nerveux les neurones du tube digestif Dans la paroi du tube digestif, comme dans celle de tous les viscères creux, on trouve des réseaux de neurones végétatifs indispensables au fonctionnement de ces viscères, et qui contrôlent en particulier la contraction des muscles lisses de la paroi (péristaltisme intestinal). 24
Introduction et généralités; organisation et analyse morphologique du tissu nerveux Le neurone : structure, organisation et fonctions : - Caractéristiques structurales générales et organisation - Les différents compartiments du neurone Les cellules gliales : - Les astrocytes - Les oligodendrocytes et les cellules de Schwann - Les cellules microgliales - Les cellules épendymaires et les plexus choroïdes Modèles d organisation du tissu nerveux : - Le cortex cérébral et la moelle épinière - Le nerf périphérique Vie et mort des neurones : - Les cellules souches et les cellules neuroépithéliales - La mort neuronale - Réparation neuronale 25
Les cellules précurseurs et les cellules neuroépithéliales Naissance des neurones chez l embryon. Les neurones naissent à partir des cellules neuroépithéliales chez l embryon puis le fœtus puis cessent de se diviser. Les cellules précurseurs de neurones dans le cerveau adulte. Il existe néanmoins dans le système nerveux central adulte des zones très restreintes dans lesquelles des neurones peuvent être produits à partir de cellules précurseurs (zone sous-épendymaire). Cette production est d autant moins importante que l on monte dans la phylogènese. Dans l état actuel de nos connaissances, on considère que cette production est extrèmement faible et sans conséquence fonctionnelle chez l homme. Production de neurones à usage thérapeutique. La production artificielle de neurones à partir de précurseurs du système nerveux ou d autres origine (moelle osseuse, ) constitue un enjeu important pour remplacer des neurones détruits et soigner différentes maladies du système nerveux. 26 Vie et mort des neurones
Pathologies liées à la mort neuronale La mort neuronale programmée est un phénomène physiologique, au cours du développement du système nerveux. La mort neuronale pathologique - Mort neuronale «accidentelle» : Traumatisme (accident) (moelle épinière) Ischémie : accident vasculaire cérébral Virus neurotoxique (rage; polyo) - Les maladies neurodégénératives : Mort lente et progressive de populations neuronales définies (causes variables) Maladie de Parkinson : (neurones à dopamine) (facteurs environnementaux inconnus le plus souvent). Maladie d Alzheimer : (neurones du cortex cérébral) (facteurs environnementaux inconnus et génétiques). Chorée de Huntington : (neurones à GABA) (maladie monogénique). 27 Vie et mort des neurones
Maladie neurodégénératives Maladie d Alzheimer (atrophie du cortex cérébral) Maladie de Parkinson (disparition des neurones à dopamine de la substance noire) 28
Compensation et réparation après perte neuronale dans le système nerveux Compensation et réparation spontanées - Pas de prolifération neuronale - Compensation fonctionnelle - Repousse axonale (uniquement dans le système nerveux périphérique) Tentatives thérapeutiques : «réparation» du système nerveux - Comment empêcher les neurones de mourir? - Repousse axonale (chirurgie, facteurs neurotrophiques). - Greffes de neurones, de cellules souches, de cellules transfectées. 29 Vie et mort des neurones